연약지반에서 저회혼합다짐말뚝의 적정 혼합비 및 치환율 산정에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 모래의 수급 문제와 회처리장 부족으로 전력생산 위기에 처해진 화력발전소의 문제점을 해결하며, 쇄석다짐 말뚝의 폐색 현상에 대처하기 위한 방안으로 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 조립재료다짐말뚝 재료로 활용하기 위하여 다양한 공학적 시험을 실시하였다. 특히 연약지반에 쇄석다짐말뚝의 클로깅 현상을 줄이고 말뚝 내 공극을 감소시키기 위한 연구가 수행되었다. 각 재료의 배합비별 전단강도 시험을 통해 적정혼합비를 산정하고 연약지반에 적용 시 효율적인 치환율을 공학적 시험으로 도출하였다. 다짐 시험 및 대형직접전단 시험결과, 쇄석:저회 혼합비 80:20의 전단강도가 가장 크므로 쇄석과 저회 혼합다짐말뚝의 최적 혼합비로 결정하였다. 저회의 혼합비가 20% 이상의 영역에서는 혼합재료의 입자간 맞물림 효과 감소에 의한 내부마찰각 저하가 발생하였다. 동결융해법에 의한 모형시험 방법을 개발하여 압축시험을 수행한 결과, 저회혼합다짐말뚝의 치환율이 40% 이상일 경우 그 영향이 크게 증가하지 않았다. 따라서 저회혼합다짐말뚝을 연약지반에 시공 시 경제적인 치환율은 40%로 판단된다.In this study, various laboratory tests using bottom ash, which has similar engineering properties with sand, were conducted in order to solve the problem of clogging in granular compaction pile and to address sand supply and demand. In particular, testing was performed to help reduce clogging and minimize voids in a crushed stone compaction pile constructed in soft ground. Based on compaction tests and large diameter direct shear tests, an optimum mixing ratio was determined to be 80:20 (crushed stone to bottom ash) because an 80:20 mixing ratio showed the highest shear strength. Test results showed that as the bottom ash content increased above 20%, internal friction angle decreased. Another test method showed freezing and thawing had little effect when the replacement ratio was over 40%. Therefore, bottom ash mixed compaction piles in soft ground are most economical at a 40% replacement ratio.